申请日2011.01.29
公开(公告)日2012.08.01
IPC分类号C02F9/04; C02F1/28; C10B57/04
摘要
本发明公开了一种焦化废水活性净化深度处理工艺及装置，其特征在于：利用高活性粉焦或高活性焦炭制成料对经生化处理后的焦化废水进行活性净化深度处理，核心工艺过程为活性净化反应和活性净化截滤，吸附饱和后的失活料掺入炼焦煤中进行再次炼焦，或采用其他不产生二次污染及污染物转移方式进行处置;该处理工艺对脱除生化处理后焦化废水中所残留的耗COD类物质，生物难降解和无法降解的多环和杂环类有机污染物，及络合氰化物高度有效;处理后水无色透明，无异味，无化学药剂污染和残留;整个处理过程不产生浓缩废液及其他二次污染物，且不产生二次污染及污染物转移;处理后水可用作工业水源，真正实行了焦化废水的无害化和资源化。
权利要求书
1.焦化废水活性净化深度处理工艺及装置其特征在于：利用高活性粉焦或高活性焦炭制 成料对经生化处理后的焦化废水进行活性净化深度处理，核心工艺过程为活性净化反应和活 性净化截滤，吸附饱和后的失活料掺入炼焦煤中进行再次炼焦，或采用其他不产生二次污染 及污染物转移方式进行处置;该处理工艺对脱除生化处理后焦化废水中所残留的耗COD类物 质，生物难降解和无法降解的多环和杂环类有机污染物，及络合氰化物高度有效;处理后水 无色透明，无异味，无化学药剂污染和残留;整个处理过程不产生浓缩废液及其他二次污染 物，且不产生二次污染及污染物转移;处理后水可用作工业水源，真正实行了焦化废水的无 害化和资源化。
2.根据权利要求1所述的焦化废水活性净化深度处理工艺及装置，高活性料是指炼焦干 熄焦除尘等系统分离的高活性粉焦，焦处理除尘系统收集的高活性粉焦，以及高活性焦炭经 机械加工处理制造的高活性制成料。
3.根据权利要求1所述的焦化废水活性净化深度处理工艺及装置，可为单一或组合的单 级或多级流动吸附床、单级或多级浮动吸附床、单级或多级固定吸附床(塔)、单级或多级 活性吸附反应池(器)。
4.根据权利要求1所述的焦化废水活性净化深度处理工艺及装置，所采用的活性净化反 应、料水分离和截滤设施可为一体化设备。
5.根据权利要求1所述的焦化废水活性净化深度处理工艺及装置，活性料添加、反应及 失活料卸料的动力来源可以是水力的、气力的和机械的。
说明书 [支持框选翻译]
一种焦化废水活性净化深度处理工艺及装置
涉及领域 该发明属环境保护领域中废水治理项目，适用于焦化废水的深度处理。
背景技术 焦化废水具有众所周知的高危害性，目前其中所含的挥发酚、易释放氰化 物、氨氮等生物易降解物可通过生物处理的途径得到有效去除;然而，生物处理残留的耗COD 类物质、多环和杂环类有机污染物等众多生物难降解和不能降解的有机污染物和络合氰化物 的去除，乃是焦化废水处理的一大难题。
目前焦化废水处理最经济和有效的方法还是“废水蒸氨+生化前处理+生化处理+生化后 处理”，在该工艺技术中废水蒸氨工艺比较成熟，其处理效果完全可以满足送生化处理的氨氮 (NH3-N)浓度要求。生化前处理的主要任务是除油、均和水质和调节水量，该部分工艺技 术比较简单和成熟。经生化处理后的焦化废水可以实现氨氮(NH3-N)浓度小于1mg/L和酚 0.2mg/L，远远低于国家《污水综合排放标准》(GB8978-96)中一级排放标准规定的NH3-N 浓度不超过15mg/L和酚浓度不超过0.5mg/L的标准;若生化处理采用生物全脱氮技术，生化 处理后的废水完全可以满足水源地对硝酸盐氮(NO3--N)控制和国家正在修订的《炼焦行业 污染物排放标准》中新增的控制总氮(T-N)的要求;生化处理后其他无机物指标，如易释 放氰化物等也均能满足国家和地方相关排放标准。生化后处理主要解决的问题是降低化学需 氧量(CODcr)、悬浮物(SS)、脱除生物不能降解的多环及杂环类有机污染物，然而到目 前为止生化后处理还没有找到比较适宜的处理工艺。
比较常用的生化后处理工艺为“絮凝沉淀+过滤”，处理后的废水用作炼焦水熄焦系统的补 充水。由于水熄焦系统仅能消耗掉1/2多一点的生化后处理后的出水量，多余的水量无去路， 只能外排;特别是国家产业政策要求焦化行业要采用干熄焦，取消水熄焦，而采用干熄焦后， 生化后处理后的出水几乎全部没有了去路。由于“絮凝沉淀+过滤”的生化后处理工艺脱除 CODcr效果不理想，仅能达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-96)中的一级排放标准， 而对焦化废水中所含的多环和杂环类有机污染物几乎无脱除效果。由于淡水资源日趋匮乏， 水体污染日趋严重，再加上焦化废水中所含多环和杂环类有机污染物的高危害性，故经“絮凝 沉淀+过滤”处理后的生化后处理出水不能直接排入水体。为了满足国家正在修订的《炼焦行 业污染物排放标准》中对焦化废水处理和处置提出的更加严厉的规定，实现焦化废水的无害 化和资源化，目前正寻找对生化处理后的废水进行深度净化处理的适宜工艺和技术。
采用活性炭对生化处理后的废水进行深度净化处理效果比较好，但吸附饱和后的活性炭 需要再生。若活性炭不进行再生，而是一次性使用，其高昂的废水处理成本企业无法接受。 若活性炭进行再生，不仅存在基建投资大，运行成本高，再生操作和维护管理困难等问题， 而且还存在二次污染和污染转移的问题，因为再生时活性炭所吸附的多环和杂环类有机污染 物又释放到了大气当中。
采用超滤、微滤、纳滤等膜处理技术对生化处理后的废水进行深度净化处理，不仅技术 上存在着诸多的障碍，如膜易受有机物污染、老化、堵塞，膜更换频繁，使用寿命短，基建 投资大，运行成本高，难稳定运行等;而且存在浓缩液产量大，浓缩液难于处理和高含多环 和杂环类有机污染物的浓缩液无去路等致命弊病。
采用双氧水之类的强氧化剂对生化处理后的废水进行深度净化处理，由于需要在酸性条 件下进行反应，加酸反应后还需加碱调pH值至中性，需要消耗大量的酸碱，再加上强氧化 剂本身昂贵的价格，故运行成本特别高，并且脱色效果不好，对多数多环和杂环类有机污染 物脱除能力极低，处理效果不理想。
采用普通的水熄焦焦粉作净化料，不仅活性低，截污量小，处理效果差，脱色效果差， 有机污染物脱除效果不好，而且还存在如下两方面的问题，1)如果焦粉料是一次性使用，一 方面其处理效果和“废水絮凝沉淀+过滤”的处理效果基本相同，仅能达到国家《污水综合排放 标准》(GB8978-96)中的一级排放标准规定的常规污染物排放标准，对该标准中规定的特 殊污染物脱除能力有限;另一方面由于所需粉焦量巨大，在实现工业化方面存在较多的障碍 和难度，故其必要性和可行性有待商榷。2)如果使用后的焦粉料采用活化再生的方法重复使 用，其和活性炭再生一样，不仅耗能，难以操作，而且存在二次污染和污染物转移的问题。
本发明是采用焦化厂自身产高活性料，对经生化处理后的焦化废水进行活性净化深度处 理，该处理工艺不仅具有非常好的处理效果：如具有超强的多环和杂环类有机污染物脱除能 力和废水脱色能力，处理后水的CODcr远远低于国家正在修订的《炼焦行业污染物排放标准》 中“直接排放”标准规定的70mg/L，通过控制控制操作条件可以使处理后水的CODcr降到 50mg/L以下或20mg/L以下，并首次实现了对焦化废水中所含的特殊污染物的有效去除，且 处理后的水无色透明，无异味，无化学药剂残留，可以用作工业水源，实现了处理后水的无 害化和资源化;而且该处理工艺具有突出的技术优势：所需活性料为就地取材，使用后勿需 进行再生，直接送到煤场用于再次炼焦，无二次污染和污染物转移，不产生浓缩废液和其它 二次污染物，且运行成本极低，并可以解决上干熄焦的生化处理后的焦化废水无去路的后顾 之忧。
发明内容 本发明处理工艺是采用焦化厂自身产高活性料，对经生化处理后的焦化废 水进行活性净化深度处理，使用后的失活料送炼焦煤场掺入炼焦煤中进行再次炼焦(见附图 1)。主要工艺过程包括废水与活性料的混合反应、活性吸附、料水分离及悬浮物截留等;主 要工艺设施包括活性料的采集或制料、贮送及投配等，废水活性净化的反应、吸附、分离及 过滤等，失活料的卸料、料水分离及贮运等，以及各种水的加压、调节、贮存和输送等。本 发明所指的高活性料是指干熄焦除尘等系统分离的高活性粉焦、焦处理除尘系统收集的高活 性粉焦以及活性焦炭经机械加工处理生产的高活性制成料;本发明所采用的活性吸附设施可 以为单一或组合的流动吸附床、浮动吸附床、固定吸附床、活性吸附反应池、活性吸附反应 器;本发明活性料添加、活性吸附反应及失活料卸料的动力来源可以是水力的、气力的和机 械的;本发明活性净化后的失活料的处置是掺入炼焦煤中进行再次炼焦，或采用不产生二次 污染和污染物转移的其他处置工艺。本发明工艺的特点是：1)利用具有特征空穴化学结构活 性物质吸附具有特征配位化学结构的化学物质;2)对脱除焦化废水中多环和杂环类有机污染 物有特效;3)处理后的水无色透明、无异味、无化学药剂残留;4)高活性料就地取材，来 至于焦化生产本身，属于以废治废;5)废水处理过程中不产生浓缩液及其他二次污染物;6) 处理整个过程不产生二次污染和污染物转移;7)处理后水可用作工业水源，实现了废水的无 害化和资源化;8)勿需任何预处理，直接通过离子交换、反渗透或电渗析脱除无机离子后就 可成为除盐水，且对树脂和膜不存在有机物污染威胁;9)解决了焦化生产由水熄焦改为干熄 焦后生化处理后的焦化废水无去路的后顾之忧;10)生化处理后的出水采用本工艺进行深度 净化处理勿需添加任何化学药剂，运行成本级低;11)对脱除络合氰化物有效，可以实现控 制总氰化物在痕量的程度;12)处理工艺和运行操作简单，适宜于工业化运作。
本发明公开了一种焦化废水活性净化深度处理工艺及装置，其特征在于：利用高活性粉 焦或高活性焦炭制成料对经生化处理后的焦化废水进行活性净化深度处理，核心工艺过程为 活性净化反应和活性净化截滤，吸附饱和后的失活料掺入炼焦煤中进行再次炼焦，或采用其 他不产生二次污染及污染物转移方式进行处置。该处理工艺对脱除生化处理后焦化废水中所 残留的耗CODcr类物质，生物难降解和无法降解的多环和杂环类有机污染物，及络合氰化物 高度有效;处理后水无色透明，无异味，无化学药剂污染和残留;整个处理过程不产生浓缩 废液及其他二次污染物，且不产生二次污染及污染物转移;处理后水可用作工业水源，真正 实行了焦化废水的无害化和资源化。该处理工艺可由下列几种工艺路线来实现：
方式1：活性净化反应设施采用完全混合式的反应池(器)，根据所处理进水的水质和 活性净化处理要达到的效果，选择新活性料和未饱和活性料等的合适配比，在反应池(器) 内经生化处理后的焦化废水进行单级或多级活性吸附净化，所采用的搅动动力可以是机械搅 拌、水力搅拌或空气搅拌;反应吸附完毕后的料水混合液采用重力沉淀池或水力旋流分离器 等进行料水分离，分离后的分离料返回反应池(器)，分离出的水送活性净化过滤器进行进 一步的活性吸附和机械截滤净化;活性净化过滤器的出水即为处理合格后的深度处理净化水， 活性净化过滤料应视其失活程度，将其部分或全部送到反应池(器)或送最终处置;反应池 (器)和活性净化过滤器的失活料将送到煤场掺入炼焦煤中进行再次炼焦，使粉焦和被吸附 的有机污染物既变成了资源，化费为宝，又无任何二次污染和污染物转移;活性料和失活料 的装卸可以采用螺旋、提升斗、输送带、刮刀等机械方式，水力、气力、气水混合等非机械 方式，或机械、水力、气力混合方式。该工艺流程简图见图2。
方式2：活性净化反应及分离设施工艺过程基本同上面的方式1，不同点为活性净化截滤 设施采用普通过滤器和非活性填料，过滤器的功能为单一的机械截滤，过滤器滤料截滤饱和 后和普通过滤器一样，采用定期反冲洗方式清洁滤料，反冲洗水排水送到活性净化反应池(器) 进行再处理。
方式3：活性净化反应设施的反应部分由活性净化反应池(器)改为活性净化流动反应 床，活性净化设施中的分离部分、活性净化截滤设施及其它工艺过程，基本同上面的方式1 或方式2，该工艺流程简图见图3。
方式4：活性净化反应设施的反应部分由活性净化反应池(器)改为单级或多级活性净 化固定反应床(器)，活性净化设施中的分离部分、活性净化截滤设施及其它工艺过程，基 本同上面的方式1或方式2，该工艺流程简图见图4。
方式5：活性净化反应设施的反应部分由活性净化反应池(器)改为活性净化浮动反应 床，活性净化设施中的分离部分、活性净化截滤设施及其它工艺过程，基本同上面的方式1 或方式2，该工艺流程简图见图5。
方式6：活性净化反应设施的反应部分和分离部分采用同机械加速澄清池结构相类似一 体化结构，活性净化截滤设施及其它工艺过程，基本同上面的方式1或方式2。
方式7：采用单一或组合的活性净化截滤设施对生化处理后的废水进行活性吸附净化和 截滤分离，活性净化截滤设施所采用的截滤料为高活性料，失活料送到煤场掺入炼焦煤中进 行再次炼焦。
方式8：活性净化反应设施的反应部分和分离部分，以及活性净化截滤设施采用组合式 的一体化设备，其中活性净化截滤设施的填充料可以是高活性料或普通滤料，净化原理同方 法1或方法2。
